陳嬌嬌 李自娟 劉 博

（張家口卷煙廠有限責(zé)任公司，河北 張家口 075000）

煙絲生產(chǎn)過程是將復(fù)烤煙葉加工成符合工藝要求的成品煙絲，整個(gè)制絲過程涉及的工藝流程和工藝參數(shù)很多，其中烘絲工序是制絲過程中的一道關(guān)鍵工序，烘絲工序是將回潮后的葉絲通過高溫環(huán)境蒸發(fā)水分，松散和卷曲葉絲，增加葉絲的填充值，去除葉絲中的雜氣，改善和提高煙絲的感官質(zhì)量，以滿足后續(xù)加工工藝的要求。烘絲出口含水率的穩(wěn)定性直接影響成品煙絲的加工質(zhì)量和卷煙的內(nèi)在品質(zhì)[1]，為保證卷煙產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)的一致性，煙草工作者進(jìn)行了大量的研究。多集中在制絲生產(chǎn)過程，關(guān)鍵工序的工藝參數(shù)對(duì)卷煙感官品質(zhì)的影響，劉炳軍等人[2]在對(duì)制絲烘絲工序關(guān)鍵工藝參數(shù)批間穩(wěn)定性控制參數(shù)進(jìn)行分析的研究中發(fā)現(xiàn)，烘絲入口水分與煙片處理段實(shí)際加水比例具有較強(qiáng)的正相關(guān)性，王旭鋒等人[3]在研究制絲關(guān)鍵工序?qū)頍熧|(zhì)量和卷制質(zhì)量的影響的過程中發(fā)現(xiàn)，烘絲機(jī)物料流量、葉絲回潮出口含水率、松散回潮熱風(fēng)溫度對(duì)卷煙感官品質(zhì)有顯著影響，李山等人[4]針對(duì)制絲在線加工25 個(gè)關(guān)鍵工序的工藝參數(shù)進(jìn)行主成分分析（也稱主分量分析）和聚類分析，確定了制絲在線加工工藝穩(wěn)定性的有效綜合評(píng)價(jià)辦法。

近年來(lái)，隨著“全穩(wěn)態(tài)”質(zhì)量過程控制理念在全行業(yè)的推廣及應(yīng)用，對(duì)烘絲等關(guān)鍵工序的輸入與輸出，以及過程工藝指標(biāo)中的“人”“機(jī)”“物”“料”“法”“環(huán)”“測(cè)”等方面均有較高的要求。當(dāng)薄板烘絲機(jī)來(lái)料水分波動(dòng)較大時(shí)，烘后葉絲含水率的穩(wěn)定性也容易產(chǎn)生波動(dòng)。在關(guān)于薄板烘絲機(jī)的相關(guān)研究中，入口水分控制的研究相對(duì)較少，有研究發(fā)現(xiàn)，烘絲出口水分與入口水分呈極顯著的線性相關(guān)（相關(guān)系數(shù)為0.956）[5]。該文通過分類篩選影響烘絲機(jī)入口水分的因素，并進(jìn)行Pearson 相關(guān)系數(shù)分析，確定薄板烘絲機(jī)入口水分的主要影響因素，為保證薄板烘絲機(jī)入口水分的穩(wěn)定性提供理論支撐，進(jìn)而提升煙絲品質(zhì)。

1 材料與方法

提取2015 年3 月—2016 年2 月制絲生產(chǎn)過程制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）中一期自有牌號(hào)的原始數(shù)據(jù)，共計(jì)196 批，為避免數(shù)據(jù)單位不統(tǒng)一，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

1.1 參數(shù)篩選

對(duì)松散回潮工序的12 個(gè)參數(shù)（滾筒轉(zhuǎn)速、循環(huán)風(fēng)機(jī)頻率、加溫濕蒸汽壓力、水霧化蒸汽壓力、循環(huán)風(fēng)溫、排潮風(fēng)門開度、新風(fēng)風(fēng)門開度、入口水分、出口水分、加水總量、補(bǔ)償蒸汽開度、真空至松散輸送時(shí)長(zhǎng)），加料回潮工序的9 個(gè)參數(shù)（熱風(fēng)溫度、滾筒電機(jī)頻率、料液噴嘴壓力、排潮開度、暫存柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、入口水分、出口水分、補(bǔ)償蒸汽開度、排潮風(fēng)門開度），熱風(fēng)潤(rùn)葉工序的4 個(gè)參數(shù)（地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、入口水分、出口水分、補(bǔ)償蒸汽開度）進(jìn)行分類，其中工藝要求，即工藝標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)范技術(shù)為可控參數(shù)?？烧{(diào)參數(shù)，即在生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求由崗位司機(jī)或中控司機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)的參數(shù)。最終篩選出14 個(gè)可調(diào)參數(shù)為薄板烘絲機(jī)入口水分的影響因素：松散回潮入口水分、松散回潮出口水分、松散回潮打水總量、松散回潮補(bǔ)償蒸汽開度、真空至松散輸送時(shí)長(zhǎng)、暫存柜儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)、加料回潮入口水分、加料回潮出口水分、加料回潮補(bǔ)償蒸汽開度、加料回潮排潮風(fēng)門開度、地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、熱風(fēng)潤(rùn)葉入口水分、熱風(fēng)潤(rùn)葉出口水分、熱風(fēng)潤(rùn)葉補(bǔ)償蒸汽開度。

1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

1.2.1 數(shù)據(jù)篩選

從MES 系統(tǒng)中提取的196 批自有牌號(hào)數(shù)據(jù)中，包括松散回潮入口水分、松散回潮出口水分、松散回潮打水總量、松散回潮補(bǔ)償蒸汽開度、真空至松散輸送時(shí)長(zhǎng)、暫存柜儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)、加料回潮入口水分、加料回潮出口水分、加料回潮補(bǔ)償蒸汽開度、加料回潮排潮風(fēng)門開度、地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、熱風(fēng)潤(rùn)葉入口水分、熱風(fēng)潤(rùn)葉出口水分以及熱風(fēng)潤(rùn)葉補(bǔ)償蒸汽開度14 個(gè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)，對(duì)提取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)篩選，剔除溫度異常、含水率異常、時(shí)間異常的數(shù)據(jù)。

1.2.2 無(wú)量綱化處理

為保證不同因素與薄板烘絲機(jī)入口水分之間相關(guān)性檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性，該文選擇無(wú)量綱化處理中的標(biāo)準(zhǔn)化方法，如公式（1）所示，對(duì)篩選后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，消除量綱和數(shù)量級(jí)的影響。

式中：xij（i=1，2，3...m，j=1，2，3...m），i 表示第i 行，j 項(xiàng)指標(biāo)表示第j 項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際觀測(cè)數(shù)值，、Sj（j=1，2，3...m）分別表示第j 項(xiàng)指標(biāo)觀測(cè)值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，xij*稱為標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)值[6]。該實(shí)驗(yàn)中i=1，2，3...14; j=1，2，3...14。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

為確定薄板烘絲機(jī)入口水分的關(guān)鍵影響因素，采用SPSS19.0 軟件對(duì)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)提取和處理的過程為：從MES 系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)→篩選變量→剔除溫度異常數(shù)據(jù)→剔除水分異常數(shù)據(jù)→剔除時(shí)間異常數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)預(yù)處理（無(wú)量綱化）→Pearson 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)→結(jié)果分析。

分別對(duì)松散回潮入口水分（X1）、松散回潮出口水分（X2）、松散回潮打水總量（X3）、松散回潮補(bǔ)償蒸汽開度（X4）、真空至松散輸送時(shí)長(zhǎng)（X5）、暫存柜儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)（X6）、加料回潮入口水分（X7）、加料回潮出口水分（X8）、加料回潮補(bǔ)償蒸汽開度（X9）、加料回潮排潮風(fēng)門開度（X10）、地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)（X11）、熱風(fēng)潤(rùn)葉入口水分（X12）、熱風(fēng)潤(rùn)葉出口水分（X13）、熱風(fēng)潤(rùn)葉補(bǔ)償蒸汽開度（X14）與薄板烘絲機(jī)入口水分（Y）進(jìn)行Pearson 相關(guān)性驗(yàn)證，P＜0.05 表示差異顯著或P＜0.01 表示差異極顯著，R 表示相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果分析

Pearson相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果，見表1。薄板烘絲機(jī)入口水分不受暫存柜儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)和加料回潮排潮開度的影響（P＞0.05），與松散回潮入口水分的相關(guān)性（RX1=0.190，P＜0.05）是顯著的，而薄板烘絲入口水分與松散回潮出口水分（RX2=0.528，P＜0.01）、松散回潮打水總量（RX3=0.541，P＜0.01）、松散回潮補(bǔ)償蒸汽開度（RX4=-0.350，P＜0.01）、真空至松散輸送時(shí)長(zhǎng)（RX5=0.613，P＜0.01）、加料回潮入口水分（RX7=0.408，P＜0.01）、加料回潮出口水分（RX8=0.511，P＜0.01）、加料回潮補(bǔ)償蒸汽開度（（RX9=-0.406，P＜0.01）、地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)（（RX11=0.618，P＜0.01）、熱風(fēng)潤(rùn)葉入口水分（RX12=0.998，P＜0.01）、熱風(fēng)潤(rùn)葉出口水分（RX13=1.000，P＜0.01）、熱風(fēng)潤(rùn)葉補(bǔ)償蒸汽開度（RX14=0.709，P＜0.01）的相關(guān)性是極顯著的，其中松散回潮入口水分、松散回潮出口水分、松散回潮打水總量、真空至松散輸送時(shí)長(zhǎng)、加料回潮入口水分、加料回潮出口水分、地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)、熱風(fēng)潤(rùn)葉入口水分、熱風(fēng)潤(rùn)葉出口水分、熱風(fēng)潤(rùn)葉補(bǔ)償蒸汽開度與薄板烘絲機(jī)入口水分呈正相關(guān)，松散回潮補(bǔ)償蒸汽開度、加料回潮補(bǔ)償蒸汽開度與薄板烘絲機(jī)入口水分呈負(fù)相關(guān)。

表1 各影響因素相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

通過對(duì)松散回潮入口水分、出口水分等14 個(gè)參數(shù)進(jìn)行Pearson 相關(guān)系數(shù)分析，篩選出影響薄板烘絲機(jī)入口水分的主要因素，即松散回潮總打水量、地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)和熱風(fēng)潤(rùn)葉入口水分、出口水分、補(bǔ)償蒸汽開度，薄板烘絲機(jī)入口水分不受暫存柜儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)和加料回潮排潮開度的影響。制絲生產(chǎn)的工藝質(zhì)量涉及面廣泛，烘絲前各工序的工藝指標(biāo)等的穩(wěn)定性均會(huì)對(duì)烘絲工序的輸入的穩(wěn)定性產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，松散回潮總打水量、地下柜存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)和熱風(fēng)潤(rùn)葉入口水分、出口水分、補(bǔ)償蒸汽開度等可調(diào)節(jié)參數(shù)受不同批次之間，不同來(lái)料之間和不同操作工個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的影響，應(yīng)根據(jù)各牌號(hào)生產(chǎn)的實(shí)際情況，固定并統(tǒng)一操作工的操作方法，這樣有助于提高薄板烘絲機(jī)入口水分的穩(wěn)定性，進(jìn)而為提高批次間的穩(wěn)定性和過程“全穩(wěn)態(tài)”提供數(shù)據(jù)支撐。